JP4781709B2 - モータ - Google Patents

Description

本発明は、特に小型モータに係り、回転子のコイルに流れる電流を反転させるための整流子を有するモータに関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開平９−１１７１０９号公報がある。この公報に記載された整流子は、金属の薄板からなる整流子片が樹脂製のスリーブに取り付けられた構成を有し、スリーブの鍔部から整流片のライザ部が突出している。また、スリーブの鍔部は、円形のものと特殊なＹ字状のものとがあり、何れの場合も、鍔部は、整流子片のライザ部の補強として機能している。

特開平９−１１７１０９号公報 特開平１０−２７１７６９号公報

モータでは、トルクを出すためにコイルの巻数を多くする必要があるが、モータを小型化する場合、全長を短くしようとすると、鉄心と円形の鍔部との隙間寸法が小さくなる。その結果、コイルの巻数が少なくなり、これによって、モータトルクが小さくなってしまうといった問題点がある。これに対し、小型モータにおいて、コイルの巻数を多くしようとして、鍔部を特殊なＹ字形状にすると、鍔部の外形が特殊な形状になるので、電線を整流子片の切り込み部分に引っ掛け難くなり、その結果として、切り込み部分に対する電線の引っ掛かり精度が悪くなり、整流子片に電線を半田付けする際に接続不良が発生し易くなる虞がある。

本発明は、特に、小型化を促進させる上で、トルクの増大を図りつつ整流子片に対する電線の引っ掛かりを良好にして、電線を整流子片に半田付けする際の半田不良をなくすようにしたモータを提供することを目的とする。

本発明に係るモータは、シャフトに固定された鉄心に電線が巻かれたコイルを有する回転子と、シャフトに固定されると共に電線に電流を供給する整流子と、回転子を包囲するように配置されたマグネットとを有するモータにおいて、整流子は、シャフトに固定されると共に、円形の鍔部を有するスリーブと、スリーブの表面に沿って配置されるベース部と、円形の鍔部の外周面から突出するようにベース部の端部から起立するライザ部と、スリーブの鍔部の外周面に隣接してライザ部に設けられた電線引掛け用切り込み部とからなる整流子片とを有し、シャフトの軸線方向において、円形の鍔部には、コイルと対向する位置に凹部が設けられ、隣接する整流子片のライザ部間において、凹部は、鍔部の外周から切り込まれるような形状を有することを特徴とする。

このモータにおいては、整流子片の電線引掛け用切り込み部に対する電線の引っ掛かりを良好にして、整流子片に電線を半田付けする際の不良発生を防止するために、円形の鍔部を有するスリーブが採用されている。このような円形の鍔部をもったスリーブにおいては、鉄心と円形の鍔部との隙間寸法が小さくなって、コイルの巻数が少なくなってしまうといった不具合があるので、シャフトの軸線方向において、円形の鍔部には、コイルと対向する位置に凹部が設けられている。これによって、モータの小型化を促進させる上で、所望のモータトルクを得ることができる。鍔部に凹部を形成することは、モータが小型化されればされる程、有効である。

更に、隣接する整流子片のライザ部間において、凹部は、鍔部の外周から切り込まれるような形状を有する。このような構成は、鍔部の強度が最大限発揮される円形の鍔部を採用しつつ、スリーブの小型化を図る上で最適である。

本発明によれば、小型化を促進させる上で、トルクの増大を図りつつ整流子片に対する電線の引っ掛かりを良好にして、電線を整流子片に半田付けする際の半田不良をなくすことができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るモータの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、モータ１は、コアードモータからなると共に、円筒状の金属製ハウジング２を有し、ハウジング２の後端部には、一対のブラシが組み付けられた樹脂製のブラケット（図示せず）が固定されている。このモータ１は、小型のモータに属するものであり、ハウジング２は、直径１０ｍｍ以下（例えば６〜３ｍｍ）で長さ約１ｃｍ程度の円筒形を有し、このような小さなハウジング２内に固定子３や回転子６が収容されている。

ハウジング２の内壁面２ａには、Ｎ，Ｓ極をもった永久磁石からなる固定子（マグネット）３が固定され、ハウジング２の内部には、三本の鉄心溝（スロット）をもった鉄心５のポール５ａに電線Ｗが巻かれたコイルＣを有する回転子６が収容されている。そして、回転子６の鉄心５は、厚さ０．２〜０．５ｍｍ程度の珪素鋼板を打ち抜き加工することにより作り出された薄板状のコア９をシャフト７の軸線方向に積層して構成され、積層コアとも呼ばれている。また、このような回転子６の中心にはシャフト７が固定され、シャフト７は、ハウジング２の前端を貫通するように延在すると共に、前後一対の軸受（図示せず）によって軸支されている。

更に、シャフト７の後端には、回転子６のコイルＣに流れる電流を反転させる整流子１０が固定され、この整流子１０にはブラシ（図示せず）が摺動接触し、このブラシと整流子１０との協働によってコイルＣへの適切な給電を図っている。また、シャフト７の先端には、略半円柱状の分銅（図示せず）が圧入され、シャフト７の回転力で分銅を高速に回転させることで、ハウジング２自体が振動する。このような分銅は、携帯用小型無線呼出器（例えば携帯電話等）で機器自体の筺体を振動させる場合に採用されている。

このようなモータ１の場合、整流子１０からコイルＣへの適切な給電を図るために、コイルＣの電線Ｗを整流子１０の整流子片１１に確実に接続させる必要がある。

図４〜図７に示すように、整流子１０は、シャフト７に固定されると共に、円形の鍔部１２ａを有する樹脂製のスリーブ１２と、銅製薄板のプレス成形によって作られた３枚の整流子片１１と、整流子片１１をスリーブ１２に固定させるための固定リング１３とからなる。さらに、各整流子片１１は、スリーブ１２の筒部１２ｂの表面に沿って配置される断面円弧状のベース部１４と、ベース部１４の端部から起立すると共に、円形の鍔部１２ａの外周面１２ｃから先端部分が突出するライザ部１５と、ライザ部１５の先端部分の両側に設けられると共に、スリーブ１２の鍔部１２ａの外周面１２ｃに隣接する電線引掛け用切り込み部１６とからなる。この切り込み部１６は、電線Ｗの引っ掛けを良好にするためにＪ字状に形成されている。

ライザ部１５の先端部分の両側には、略三角形状の張出し部１５ａが設けられ、この張出し部１５ａによって、電線引掛け用切り込み部１６の裾野を長くすることができる。さらに、張出し部１５ａの頂部が、鍔部１２ａの外周面１２ｃから径方向に突出しないようにすなわち鍔部１２ａで隠れるように、ライザ部１５は鍔部１２ａのライザ収容凹部１２ｄ内に収容されるので、切り込み部１６をスリーブ１２の鍔部１２ａの外周面１２ｃに隣接して配置させることができる。また、コイルＣの電線Ｗの張力で整流子片１１のライザ部１５が回転子６の方向に引っ張られた場合であっても、ライザ部１５は鍔部１２ａによって十分に支持されるので、ライザ部１５が回転子６の方向に折れ曲がることはない。

このようなモータ１では、鍔部１２ａの円形の外周面１２ｃと整流子片１１のＪ字状の切り込み部１６との協働により、電線Ｗを切り込み部１６に引っ掛ける際の電線Ｗの引っ掛かり精度が向上し、整流子片１１に電線Ｗを半田付けＨ（図１参照）する際の半田不良の発生が適切に防止される。

このような円形の鍔部１２ａをもったスリーブ１２においては、モータ１を小型化させるに伴って鉄心５と円形の鍔部１２ａとの隙間寸法が小さくなって、コイルＣの巻数が少なくなってしまうといった不具合がある。そこで、シャフト７の軸線方向において、円形の鍔部１２ａには、鉄心５の各ポール５ａに巻かれた各コイルＣと対向する位置に、コイルＣの逃がしとして利用される凹部２０が設けられている（図２参照）。これによって、モータ１の小型化を促進させる上で、コイルＣの巻数を減らすことなく、所望のモータトルクを得ることができる。そして、鍔部１２ａに凹部２０を形成することは、モータが小型化されればされる程、有効である。

また、隣接する整流子片１１，１１のライザ部１５，１５間において、凹部２０は、鍔部１２ａの外周から切り込まれるような形状を有する。このような構成は、鍔部の強度が最大限発揮される円形の鍔部１２ａを採用するにあたって、スリーブ１２の小型化を図ることができ、モータを小型化する上で最適である。

本発明に係るモータの一実施形態を示す断面図である。 図１に示したモータの内部構造の要部を示す斜視図である。 図２の正面図である。 本発明に係るモータの整流子を示す分解斜視図である。 整流子の背面図である。 整流子の正面図である。 図６のＶII−ＶII線に沿う断面図である。

符号の説明

１…モータ、３…固定子（マグネット）、５…鉄心、６…回転子、７…シャフト、１０…整流子、１１…整流子片、１２…スリーブ、１２ａ…鍔部、１２ｃ…鍔部の外周面、１４…ベース部、１５…ライザ部、１６…電線引掛け用切り込み部、２０…凹部、Ｃ…コイル、H…半田付け、Ｗ…電線。

Claims (1)

1. シャフトに固定された鉄心に電線が巻かれたコイルを有する回転子と、前記シャフトに固定されると共に前記電線に電流を供給する整流子と、前記回転子を包囲するように配置されたマグネットとを有するモータにおいて、
   前記整流子は、
   前記シャフトに固定されると共に、円形の鍔部を有するスリーブと、
   前記スリーブの表面に沿って配置されるベース部と、円形の前記鍔部の外周面から突出するように前記ベース部の端部から起立するライザ部と、前記スリーブの前記鍔部の外周面に隣接して前記ライザ部に設けられた電線引掛け用切り込み部とからなる整流子片とを有し、
   前記シャフトの軸線方向において、円形の前記鍔部には、前記コイルと対向する位置に凹部が設けられ、
   隣接する前記整流子片の前記ライザ部間において、前記凹部は、前記鍔部の外周から切り込まれるような形状を有することを特徴とするモータ。

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